Download 02. Transport Layer

Transport Layer
Oleh : Akhmad Mukhammad
Objektif
Menjelaskan
pentingnya layer Transport.
Mendeskripsikan
peran dua protokol pada layer Transport : TCP
dan UDP.
Menjelaskan
fungsi-fungis layer Transport meliputi reliability, port
addressing, dan segmentation.
Menjelaskan
bagaimana TCP dan UDP menjalankan fungsi-fungsi
layer Transport.
Mengidentifikasi
kapan harus menggunakan TCP atau UDP
Transport Layer
Transport Layer memindahkan data antar-aplikasi antar-device dalam network. Transport
Layer menyiapkan Application Data untuk dikirim kedalam network dan menyiapkan
Network Data untuk di proses oleh aplikasi.
Transport Layer -> Peran
Mengatur
komunikasi end-to-end
Setiap host bisa saja memiliki lebih dari 1 aplikasi yang memanfaatkan
network untuk proses komunikasi. Setiap aplikasi tersebut bisa saja
berkomunikasi dengan satu atau lebih aplikasi pada host lain.
Segmenting
data
Pada umumnya network memiliki batas ukuran data dalam satu PDU.
Layer transport bertanggung jawab untuk melakukan segmentasi data
yang diterima dari layer atas (layer application).
Setiap pecahan data hasil segmentasi akan di enkapsulasi dengan
header yang menunjukkan komunikasi mana yang sedang
menggunakan data tersebut.
Segmentasi data juga memungkinkan banyak komunikasi berbeda
dapat menggunakan network secara bersamaan.
Transport Layer -> Peran
Reassembling
data
Pada sisi penerima, transport layer memanfaatkan informasi yang ada
pada header untuk menyusun ulang segmen-segmen data menjadi data
yang utuh sebelum diberikan ke layer atas (application).
Identifikasi aplikasi
Agar data dapat disampaikan pada aplikasi yang tepat, layer transport
harus mengidentifikasi target aplikasi yang dituju.
Untuk itu layer transport memberikan identifier kepada aplikasi yang
disebut dengan port number.
Gabungan IP address dan port number kita kenal sebagai socket,
Misalnya socket 167.205.34.1.80 menunjukkan aplikasi pada port 80
dalam komputer dengan IP address 167.205.34.1.
Transport Layer -> Peran
Multiplexing
/ Demultiplexing
Multiplexing : membundel input dari beberapa sumber menjadi satu
output tunggal.
Demultiplexing : menerima input dari satu sumber dan mengirimkan
pada beberapa output.
Hal ini memungkinkan layer bawah untuk memproses data tanpa
memperhatikan aplikasi mana yang menginisiasi data tersebut.
Transport Layer -> Peran
Reliable
Delivery
Banyak hal yang bisa menyebabkan data korup atau hilang dalam
proses pengiriman, transport layer dapat memastikan penerima
mendapatkan data tersebut dengan mengirim ulang data yang hilang.
Sequencing
Banyaknya rute untuk mencapai tujuan dapat menyebabkan data
diterima tidak berurutan, transport layer dapat menyusun ulang data
secara benar dengan adanya penomoran dan sequencing.
Flow
control
Memori komputer atau bandwidth network tidak tak terbatas, transport
layer bisa meminta aplikasi pengirim untuk mengurangi kecepatan
pengiriman data. Hal ini dapat mengurangi hilangnya data dan proses
pengiriman ulang.
Transport Layer -> TCP dan UDP
Beberapa
aplikasi memerlukan requirement pengiriman data yang
berbeda, karena itulah dibuat protokol-protokol transport yang
berbeda untuk memenuhi requirement tersebut.
2 protokol paling terkenal adalah TCP dan UDP.
TCP
UDP
Reliable
Unreliable, cepat, dan Low Overhead
Connection-oriented
Connectionless
Acknowledgement
Tanpa Acknowledgement
Mengirim ulang data yang hilang
Tidak ada pengiriman ulang
Sequencing.
Tidak ada sequencing, data diberikan ke
layer atas sesuai dengan datangnya data.
PDU disebut Segment
PDU disebut Datagram
Overhead 20 bytes
Overhead 8 bytes.
Web, email, file transfer
Video streaming, VoIP
Transport Layer -> Port Addressing
IANA selain
berwenang atas alokasi IP address juga berwenang
untuk meng-assign port number untuk aplikasi-aplikasi network.
Well-known Ports
Antara 0 – 1023
Disediakan untuk aplikasi dan servis yang sudah umum digunakan.
Registered
Antara 1024 – 49151
Disediakan untuk aplikasi/servis yang tidak umum
Bisa juga digunakan secara dinamis sebagai source port di sisi client.
Dynamic
Ports
Ports
Antara 49152 – 65535
Digunakan secara dinamis sebagai source port di sisi client.
Transport Layer -> Port Addressing
Beberapa aplikasi, seperti DNS dan SNMP, memanfaatkan kedua protokol TCP dan UDP.
TCP
UDP
Well-Known Ports
ftp(21), telnet(23), smtp(25), http(80),
POP3(110), IRC(194), https(443),
DNS(53), SNMP(161)
Tftp (69), RIP(520),
DNS(53), SNMP(161)
Registered Ports
MSN(1863), Alternate http (8080),
MS SQL(1433)
RADIUS(1812), RTP/voice
and video transport protocol
(5004), SIP (VoIP), MS
SQL(1433)
Dynamic Ports
Cek list assignment port number di link http://www.iana.org/assignments/port-numbers
Manfaatkan perintah netstat untuk mengetahui koneksi yang ada pada host.
Transport Layer -> TCP
Reliability TCP dijalankan
dengan membangun komunikasi
connection-oriented sebelum transaksi data.
Selain itu juga dengan acknowledgement, pengirim tahu bahwa
data telah sampai ke tujuan jika menerima ack dari penerima.
Jika tidak ada ack yang diterima maka pengirim berasumsi bahwa
data yang dikirim tadi tidak sampai ke tujuan dan akan melakukan
transmisi ulang data tersebut.
Semua dukungan reliability ini diimplementasikan dalam fieldfield yang dimiliki oleh segmen TCP.
Salah satu overhead TCP adalah timbulnya traffik network untuk
proses ACK dan retransmision .
Transport Layer -> TCP -> Header
Field-field yang ada pada header TCP memungkinkan terjadinya komunikasi reliable
dan communication-oriented.
Transport Layer -> TCP -> Header
Source
Port Number
Port number pada device yang menginisiasi koneksi TCP
Biasanya bernilai random diatas 1023.
Destination
Port number yang mengidentifikasikan protokol layer atas / aplikasi
yang berjalan pada device tujuan.
Sequence
Port Number
Number
Nomor urut segmen
Acknowledgment
Nomor octet (byte) selanjutnya yang ditunggu oleh penerima.
Window
Number
Size
Menunjukkan berapa banyak byte yang bisa dikirimkan sebelum
menunggu datangnya acknowledgment dari penerima.
Transport Layer -> TCP -> Client Server
Setiap
servis akan di assign (default/manual) dengan sebuah port
number.
Dua atau lebih aplikasi servis tidak boleh menggunakan port yang
sama.
Ketika sebuah port telah di assign ke sebuah aplikasi server, maka
port itu disebut open pada sisi server.
Salah satu metode untuk meningkatkan security adalah dengan
membatasi akses hanya pada port yang digunakan oleh servis saja.
Transport Layer -> TCP -> 3 way Handshake
Sebelum transaksi data via TCP, 2 host harus menjalin koneksi.
Client menginisiasi komunikasi dengan server.
3 way handshake menunjukkan :
Ada tidaknya mesin tujuan.
Apakah mesin tujuan menjalankan aplikasi yang direquest pada port tujuan.
Client ingin menjalin komunikasi pada port tujuan.
Transport Layer -> TCP -> Termination
Untuk
menutup koneksi klien mengirim paket FIN (Finish).
Dibutuhkan two-way handshake untuk menutup satu arah session.
Ada 2 arah session dalam 1 komunikasi (client-server, serverclient).
Karenanya untuk menutup satu komunikasi client dan server
dibuthkan 4 kali pertukaran data.
Transport Layer -> TCP -> Acknowledgement
Salah
satu fitur protokol TCP adalah memastikan sampainya data
ke penerima.
Layanan TCP pada sisi penerima akan mengirimkan paket
acknowledgement kepada pengirim data untuk memberi tahu
bahwa data telah diterima.
Sequence number dan acknowledgement number digunakan
bersamaan untuk mengkonfirmasi diterimanya sebuah segmen
data.
Sequence number mengindikasikan jumlah byte relatif yang telah
dikirim dalam satu session.
Acknowledgement number mengindikasikan byte berikutnya yang
ditunggu oleh penerima, disebut juga expectational
acknowledgement.
Transport Layer -> TCP -> Acknowledgement
Transport Layer -> TCP -> Flow Control
Flow
control membantu reliability proses transmisi dengan cara
menyesuaikan kecepatan efektif untuk aliran data antara 2 mesin.
Ketika
pengirim (source) diberi tahu bahwa sejumlah data telah
diterima, maka source dapat meningkatkan jumlah data untuk
session tersebut.
Window
size adalah salah satu field header TCP yang menentukan
jumlah data yang dapat dikirimkan oleh source tanpa harus
menunggu adanya acknowledgement dari penerima.
TCP akan
memilih kecepatan transmisi data semaksimal mungkin
yang dapat di dukung oleh network dan device dan proses
retransmisi bisa dikurangi seminimal mungkin.
Transport Layer -> TCP -> Flow Control
Transport Layer -> TCP -> Flow Control
Salah
satu metode flow control adalah dengan menggunakan
dynamic window size.
Caranya adalah dengan mengubah-ubah nilai window size pada
header TCP.
Host penerima mengirim nilai window size yang bisa ditampung
dalam satu session kepada pengirim.
Ketika penerima ingin menurunkan kecepatan komunikasi karena
terbatasnya buffer memori atau hal lain, maka dia akan mengirim
nilai window size yang lebih kecil.
Setelah beberapa kali transmisi tanpa ada data yang hilang atau
buffer memori berlebih, penerima perlahan menaikkan nilai
window size sehingga mengurangi jumlah acknowledgement yang
harus dikirimkan.
Nilai window size akan terus naik sampai ada data yang hilang atau
alasan lain.
Transport Layer -> TCP -> Flow Control
Transport Layer -> UDP
Protokol
UDP menyediakan fungsi-fungsi layer transport namun
jauh lebih sederhana daripada TCP.
Memiliki overhead yang lebih rendah daripada TCP karena tidak
connection-oriented dan tidak menyediakan fitur-fitur
retransmission, sequencing, dan mekanisme flow control.
Bukan berarti UDP benar-benar “unreliable”, hanya saja fungsifungsi yang disediakan TCP tidak ada di UDP, dan jika diperlukan
harus di implementasikan pada layer lain.
Biasanya aplikasi yang menggunakan protokol UDP adalah yang
memerlukan delay serendah mungkin dan bisa mentoleransi
hilangnya beberapa data.
Contoh aplikasi : DNS, SNMP, DHCP, RIP, TFTP, online games,
VOIP.
Transport Layer -> UDP
Connection-less
berarti UDP tidak menjalin koneksi sebelum
mengirim data seperti yang dilakukan TCP, yang berarti data akan
langsung dikirimkan begitu saja.
PDU untuk protokol UDP biasa disebut datagram, meskipun
kadang disebut juga dengan segment.
Beberapa datagram (atau segmen untuk TCP) kadang mengambil
jalur yang berbeda untuk sampai ke tujuan.
Hal itu dapat menyebabkan datagram-datagram yang diterima
dalam kondisi tidak berurutan.
Datagram yang tidak berurutan tidak akan diurutkan seperti halnya
pada TCP.
Datagram yang hilang tidak akan dikirim ulang.
Transport Layer -> UDP -> Header
Karena
fitur yang disediakan tidak sekompleks TCP, header UDP
jadi jauh lebih sederhana daripada TCP.
Overhead
juga lebih kecil karena header yang digunakan untuk
enkapsulasi jadi lebih kecil.
Transport Layer -> UDP -> Client Server
Seperti
halnya aplikasi TCP, aplikasi UDP juga mendapat alokasi
Well Known dan Registered port number.
Komunikasi client/server diinisiasi oleh aplikasi client.
Client akan memilih nomor port dynamic secara random dan
menggunakannya sebagai source port.
Karena connection-less, maka segera setelah data siap dikirimkan,
UDP akan membentuk datagram dan menyerahkannya ke layer
network.